新聞網(wǎng)訊 近日,藥學(xué)院董輝教授與彭曉娉副教授聯(lián)合團隊在微生物源天然產(chǎn)物抗胃癌機制研究領(lǐng)域取得重要突破。其研究成果“Fungal dimeric xanthones as anticancer agents by novelly stimulating sodium-calcium exchanger 1”(DOI:10.1016/j.ejmech.2025.117543)發(fā)表于藥物化學(xué)領(lǐng)域的經(jīng)典頂級期刊《European Journal of Medicinal Chemistry》(中科院醫(yī)學(xué)2區(qū),藥物化學(xué)1區(qū),IF = 6.0)。該研究由碩士研究生周國龍、董克敏共同完成,董輝教授和彭曉娉副教授為共同通訊作者。

研究聚焦于氧雜蒽酮二聚體(Xanthone dimers,Xds)這一天然抗腫瘤活性分子。團隊創(chuàng)新性地采用真菌“前體導(dǎo)向”共培養(yǎng)技術(shù),大幅度提高了Xds的代謝產(chǎn)量,并使用化學(xué)衍生策略進一步豐富了Xds的化學(xué)多樣性。通過微生物發(fā)酵和結(jié)構(gòu)衍生共獲得了18個Xds,其中包括5個新結(jié)構(gòu)。在化合物立體構(gòu)型解析方面,研究團隊攻克了Xds絕對構(gòu)型鑒定的技術(shù)瓶頸,綜合運用核Overhauser效應(yīng)譜(NOESY)、電子圓二色譜(ECD)、TDDFT-ECD理論計算以及化學(xué)溝通策略等,建立了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)鑒定方法體系。通過CCK-8法體外抗腫瘤活性測試構(gòu)建的構(gòu)效關(guān)系(SPR)表明,氧雜蒽酮-氧雜蒽酮骨架的Xds對人胃癌細胞表現(xiàn)出顯著的抗增殖活性,而對人結(jié)腸癌細胞無活性?;钚訶ds對胃癌細胞的體外抗增殖效力較陽性對照藥物順鉑提升了2至5倍,而且Xds對胃癌細胞的抑制作用顯著高于正常細胞。
Xds通過特異性激動鈉鈣交換體1(NCX1)的反向轉(zhuǎn)運模式促進細胞外鈣內(nèi)流,從而發(fā)揮抗胃癌作用。在前期董輝教授團隊發(fā)現(xiàn)NCX1的Ca2+調(diào)控與胃癌發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)的基礎(chǔ)上,本研究進一步證實NCX1反向轉(zhuǎn)運模式的抗胃癌作用及其分子機制。通過單細胞內(nèi)鈣信號測定、電生理膜片鉗技術(shù)、分子生物學(xué)實驗及分子對接技術(shù),反復(fù)確認了NCX1是Xds對胃癌細胞作用的主要靶點。進一步研究揭示活性Xds通過激動NCX1,顯著增強細胞內(nèi)Ca2?濃度,抑制下游PI3K/AKT/β-catenin信號通路,最終導(dǎo)致胃癌細胞死亡。同時,細胞實驗表明,活性Xds通過抑制AGS細胞遷移、誘導(dǎo)細胞凋亡和G1期阻滯抑制胃癌細胞的增殖,顯示出Xds作為潛在抗腫瘤藥物的作用及機制。此外,與抗胃癌活性及機制相似,Xds類化合物在體外和體內(nèi)模型中也顯示出抗皮膚黑色素瘤活性。
計算機模擬分子對接顯示Xds具有提高與NCX1靶點結(jié)合力,進而增強抗胃癌活性的潛力。由于迄今國際市場尚無商品化的NCX1特異性激動劑面世,使得NCX1的生理及病理學(xué)研究明顯滯后。因此,本研究不僅研發(fā)新的NCX1反向轉(zhuǎn)運模式特異性激動劑,而且證實其體內(nèi)外抗胃癌及皮膚癌的作用和分子機制,并具有潛在的臨床應(yīng)用價值。我們將在未來通過計算機輔助藥物設(shè)計與多樣性導(dǎo)向合成的策略,對Xds分子進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,進一步提升抗癌活性與靶向選擇性;為深入挖掘Xds結(jié)構(gòu)類型的靶向抗癌活性先導(dǎo)化合物奠定基礎(chǔ)。